Nghiên cứu ảnh hưởng của suất liều, liều hấp thụ và nồng độ H2O2 đến khối lượng phân tử alginate cắt mạch bằng xử lý chiếu xạ tia gamma Co-60

Bài viết trình bày việc nghiên cứu ảnh hưởng của suất liều, liều hấp thụ và nồng độ H2O2 đến khối lượng phân tử alginate cắt mạch bằng xử lý chiếu xạ tia gamma Co-60. Trong nghiên cứu này KLPT của alginate được khảo sát khi chiếu xạ cắt mạch alginate trong dung dịch 4% ở các suất liều và liều xạ khác nhau. Hiệu ứng cắt mạch alginate khi bổ sung H2O2 vào dung dịch alginate cũng được khảo sát.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của suất liều, liều hấp thụ và nồng độ H2O2 đến khối lượng phân tử alginate cắt mạch bằng xử lý chiếu xạ tia gamma Co-60 Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SUẤT LIỀU, LIỀU HẤP THỤ VÀ NỒNG ĐỘ H2O2 ĐẾN KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ ALGINATE CẮT MẠCH BẰNG XỬ LÝ CHIẾU XẠ TIA GAMMA Co-60 EFFECTS OF DOSE RATE, ABSORBED DOSE AND H2O2 CONCENTRATION ON MOLECULAR WEIGHT OF ALGINATE DEGRADED BY GAMMA RAY CO-60 IRRADIATION NGUYỄN VĂN BÍNH, NGUYỄN THỊ THƠM, HOÀNG ĐĂNG SÁNG, TRẦN BĂNG DIỆP, TRẦN XUÂN AN, HOÀNG PHƯƠNG THẢO, TRẦN MINH QUỲNH Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam Tóm tắt: Các mẫu dung dịch alginate 4% được chiếu xạ trên nguồn gamma Co-60 với các liều xạ 0; 2,5; 5; 10; và 20 kGy có và không bổ sung H2O2. Đối với hiệu ứng của suất liều mẫu alginate được chiếu xạ với liều 20 kGy tại các suất liều 7,8; 1,25; và 0,625 kGy/h. Ảnh hưởng của quá trình cắt mạch đến khối lượng phân tử (KLPT) được khảo sát theo suất liều, liều hấp thụ và nồng độ H2O2 bổ sung. Kết quả cho thấy KLPT giảm khi tăng liều xạ. KLPT trung bình số lượng (Mn) và trung bình khối lượng (Mw) giảm lần lượt từ 280.250 g/mol và 776.460 g/mol xuống còn 64.226 g/mol và 107.097 g/mol khi chiếu xạ liều 5 kGy và giảm tiếp xuống còn 31.413 g/mol và 49.594 g/mol khi tăng liều xạ lên 20 kGy. Khi bổ sung H 2O2 2%, Mw giảm xuống 9.794 g/mol ở liều xạ 20 kGy. Mw và Mn giảm xuống 65.015 g/mol và 36.610 g/mol xuống 43.694 g/mol và 28.436 g/mol tương ứng với suất liều 7,8 kGy/h và 0,625 kGy/h tại liều xạ 20 kGy. Độ phân tán (Mw/Mn) cũng giảm dần khi tăng liều xạ. Từ khóa: Alginate, chiếu xạ gamma, khối lượng phân tử, hydro peoxit Abstract: Aqueous solutions of alginate (4%, w/v) with or without hydrogen peroxide (H 2O2) were irradiated at dose ranges of 0-20 kGy by gamma Co-60 rays. Influences of the radiation scission on the molecular weight (Mw, Mn) of alginate samples were determined by gel permeation chromatography (GPC). The results showed that Mw and Mn values of alginate were significantly decreased with increasing dose. Particularly, Mw and Mn of alginate reduced from 776.460 g/mol (Mw0) and 280.250 g/mol (Mn0) to 107.097 g/mol and 64.226 g/mol after irradiation at 5 kGy, and continuously decreased to 31.413 g/mol and 49.594 g/mol at dose of 20 kGy. The Mw of 9.794 g/mol (oligoalginate) was obtained with the solution irradiated at 20 kGy in the presence of H 2O2 (2%). The influence of the dose rate on the molecular weight (Mw, Mn) of alginate irradiated at 20 kGy was also investigated. The results showed that Mw and Mn values were decreased with the decrease of dose rate. In addition, the polydispersion index (Mw/Mn) was decreased with increasing dose as well. Keywords: Alginate, gamma irradiation, molecular weight, hydro peroxide 1. MỞ ĐẦU Alginate là một trong những polysaccharide phong phú nhất thế giới và là loại polymer sinh học nhiều thứ hai sau cellulose. Alginate là một acid hữu cơ có trong tảo nâu được Stanford phát hiện lần đầu tiên vào năm 1881. Alginate chủ yếu được tìm thấy trong thành tế bào và gian bào của tảo nâu thuộc họ Rhaeophyceae ở biển, tảo bẹ Macrocystis pyrifera, Nodosum ascophyllum và các loại Lamminaria nhưng nhiều nhất là ở tảo nâu [1, 2]. Cấu trúc của alginate gồm 2 phân tử β-D-mannuroic acid (M) và α- L-guluronic acid (G) liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucozit. Có 3 loại liên kết có thể gặp trong 1 phân tử alginate: (M-M-M), (G-G-G), (M-M-G). Hình 1. Cấu trúc hóa học của alginate 509 Tiểu ban D3-D4: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp, ứng dụng công nghệ bức xạ Section D3-D4: Application of nuclear techniques in agriculture, radiation technology application Alginate được ứng dụng rất rộng rãi, trong công nghiệp in hoa alginate natri là chất tạo cho thuốc nhuộm có độ dính cao, in hoa không nhòe và rõ ràng và làm cho vải không thấm nước. Trong công nghiệp thực phẩm và đồ uống làm chất ổn định bọt (bia), chống tách pha (kem), chất ổn định độ nhớt, tạo gel [2]. Alginate còn được ứng dụng làm giá thể cố định các hoạt chất sinh học như enzim, tế bào. Ở lĩnh vực nông nghiệp oligoalginate có hiệu ứng kích thích tăng trưởng tốt đối với một số loại cây như; cà rốt, cải bắp, hành tây, hoa cúc… [ 3-8]. Xử lý chiếu xạ đã được biết đến như một trong những kỹ thuật thân thiện, hiệu quả không chỉ trong việc thanh tiệt trùng sản phẩm, mà còn trong việc biến đổi đặc tính vật liệu theo mục đích ứng dụng do có thể thực hiện ở điều kiện thường và không sử dụng hóa chất phụ gia. Xử lý chiếu xạ có khả năng làm thay đổi ...